基槽土方开挖及护坡技术

基槽土方开挖及护坡技术地铁车站基坑开挖方法

一、基本要求 （一）基本规定如下

（1）应根据支护结构设计、降（排）水要求，确定基坑开挖方案。 （2）基坑周围地面应设排水沟，且应避免雨水、渗水等流入坑内，同时，基坑也应设置必要的排水设施，保证开挖时及时排出雨水；放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采 取降（排）水措施，当采取基坑内、外降水措施时，应按要求降水后方可开挖。

（3）软土基坑必须分层、分块、均衡地开挖，分块开挖后必须及时支护，对于有预应力要求的钢支撑或锚杆，还必须按设计要求施加预应力。当基坑开挖面上方的支撑、锚 杆和土钉未达到设计要求时，严禁向下开挖。

（4）基坑开挖过程中，必须采取措施防止开挖机械等碰撞支护结构、格构柱、降水 井点或扰动基底原状土。

（5）当开挖揭露的实际土层性状或地下水情况与设计依据的勘察资料明显不符，或 岀现异常现象、不明物体时，应停止开挖，在采取相应措施后方可继续开挖。

（二）发生下列异常情况时，应立即停止开挖，并应立即查清原因和及时采取措施 后，方可继续施工：

（1）支护结构变形达到设计规定的控制值或变形速率持续增长且不收敛。 （2）支护结构的内力超过其设计值或突然增大。

（3）围护结构或止水帷幕出现渗漏，或基坑出现流土、管涌现象。 （4）开挖暴露岀的基底出现明显异常（包括黏性土时强度明显偏低或砂性土层时水位过高造成开挖施工困难）。

（5）围护结构发生异常声响。 （6）边坡出现失稳征兆时。

（7）基坑周边建（构）筑物等变形过大或已经开裂。 二、基坑（槽）的土方开挖方法

（一）根据不同的开挖深度采用不同的施工方法，主要开挖方法包括以下两种

（1）浅层土方开挖：第一层土方一般采用短臂挖掘机及长臂挖掘机直接开挖出土，自卸运输车运输。在条件具备的情况下，采用两台长臂液压挖掘机在基坑的两侧同时挖土，一起分段向前推进，可以极大地提高挖土速度，为及时安装支撑提供条件。

（2）深层土方开挖：当长臂挖机不能开挖时，应采用小型挖掘机，将开挖后的土方转运至围护墙边，用抓斗吊提升出土，自卸车辆运输的方法；坑底以上0.3m的土方采用人工开挖。

上述开挖方法是典型的地铁车站基坑开挖方法，其长处在于水平挖掘或运输和垂直运输分离，可以多点垂直运输，缓解了纵坡问题、支撑延迟安装问题，提高了挖土速度，可以有效保证基坑的安全。

短臂挖机

土方卡车

表层挖土示意图

浅层接力挖土示意图

斗吊配合小型挖机挖土示意图

（二）基坑分块开挖顺序

地铁车站的长条形基坑开挖应遵循“分段分 层、由上而下、先支撑后开挖”的原则，兼作盾构始发井的车站，一般从两端或一端向中间开挖，以方便端头井的盾构始发。

对于地铁车站端头井，首先撑好标准段内的对 撑，再挖斜撑范围内的土方，最后挖除坑内的其余 土方。斜撑范围内的土方，应自基坑角点沿垂直于 斜撑方向向基坑内分层、分段、限

邻近保护对象

①〜⑥端头井挖土顺序 ②③④⑤在限定时间4内完成

时地开挖并架设 支撑。具体见图2K313024-4,图中序号为土方分块 开挖顺序。

三、护坡技术

（一）基坑边（放）坡

（1）地质条件、现场条件等允许时，通常采用放坡开挖基坑形式修建地

图2K313024-4地铁车站端头井基坑

的

分块开挖方法

下工程或构筑物地下部分。此时保持基坑边坡的稳定是非常重要的，当基坑边坡土体中的剪应力大于土体的抗剪强度时，边坡就会失稳坍塌。一旦边坡坍塌，不但地基受到震动，影响承载力，而且也影响周围地下管线、地面建筑物、交通和人身安全。

（2）基坑边坡基本要求:

放坡应以控制分级坡高和坡度为主，必要时辅以局部支护和防护措施，放坡设计与施 工时应考虑雨水的不利影响。

当条件许可时，应优先采取坡率法控制边坡的高度和坡度。坡率法是指无须对边坡整 体进行加固而自身稳定的一种人工边坡设计方法。土质边坡的坡率允许值应根据经验，按 工程类比原则并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定。当无经验，且土质均匀良好、地下 水贫乏、无不良地质现象和地质环境条件简单时，可参照表2K313024-1 （《建筑边坡工 程技术规范》GB 50330—2013 ）的规定。

按是否设置分级过渡平台，边坡可分为一级放坡和分级放坡两种形式。在场地土质较 好、基坑周围具备放坡条件、不影响相邻建筑物的安全及正常使用的情况下，宜采用全深 度放坡或部分深度放坡。分级放坡时，宜设置分级过渡平台。下级放坡坡度宜缓于上级放 坡坡度。

土质边坡坡率允许值

边坡土体类别 碎石土 黏性土 状态 密实 中密 稍密 坚硬 硬塑 坡高小于5m 1 : 0.35 ~ 1 : 0.50 1 : 0.50- 1 : 0.75 1 : 0.75 - 1 : 1.00 1 : 0.75 - 1 : 1.00 1 : 1.00 ~ 1 : 1.25 表2K313024-1

坡率允许值（高宽比） 坡高5 - 10m 1 : 0.50 〜1 : 0.75 1 : 0.75 ~ 1 : 1.00 1 : 1.00-1 : 1.25 1 : 1.00-1 : 1.25 1 : 1.25-^1.50 注：①表中的碎石土充填物为坚硬和硬塑状态的黏性土； ②对于砂土和充填物为砂土的碎石土，其边坡坡率的允许值应按砂土或碎石土的自然休止角确定。

（3 ）基坑边坡稳定控制措施：

1）根据土层的物理力学性质及边坡高度确定基坑边坡坡度，并于不同土层处做成折

线形边坡或留置台阶。

2） 施工时严格按照设计坡度进行边坡开挖，不得挖反坡。

3） 在基坑周围影响边坡稳定的范围内，应对地面采取防水、排水、截水等防护措 施，禁止雨水等地面水浸入土体，保持基底和边坡的干燥。

4） 严格禁止在基坑边坡坡顶较近范围堆放材料、土方和其他重物以及停放或行驶较 大的施工机械。

5） 对于土质边坡或易于软化的岩质边坡，在开挖时应及时采取相应的排水和坡脚、 坡面防护措施。

6） 在整个基坑开挖和地下工程施工期间，应严密监测坡顶位移，随时分析监 测数据。当边坡有失稳迹象时，应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效 措施。

（4）护坡措施：

放坡开挖时应及时作好坡脚、坡面的防护措施。常用的防护措施有： 1） 叠放砂包或土袋：用草袋、纤维袋或土工织物袋装砂（或土），沿坡脚叠放一层 或数层，沿坡面叠放一层。

2） 水泥砂浆或细石混凝土抹面：在人工修平坡面后，用水泥砂浆或细石混凝土抹 面，厚度宜为30 ~ 50mm,并用水泥砂浆砌筑砖石护坡脚，同时，将坡面水引入基坑排水 沟。抹面应预留泄水孔。3)挂网喷浆或混凝土：在人工修平坡面后，沿坡面挂钢筋网或钢丝网，然后喷射水 泥砂浆或细石混凝土，厚度宜为50 ~ 60mm,坡脚同样需要处理。

4)其他措施：包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。 (二)长基坑开挖与过程放坡

(1 )地铁车站等构筑物的长条形有条件的应尽量分层开挖，避免设置纵向临时边 坡。但由于开挖面的限制，开挖过程中可能会留置临时纵向边坡，但一定要

采取措施保证 纵向边坡的安全。

(2)坑内纵向放坡是动态的边坡，在基坑开挖过程中不断变化，其安全性在施工 时往往被忽视，非常容易产生滑坡事故。纵向边坡一旦坍塌，就可能冲断横向支撑并 导致基坑挡墙失稳，酿成灾害性事故。软土地区地铁车站施工时，曾多次发生纵向滑 坡的工程事故，分析原因大都是由于坡度过陡、雨期施工、排水不畅、坡脚扰动等引 起的。

(3)基坑纵向放坡不得大于安全坡度，对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡应 采取坡面保护措施并严密监护，严防纵向滑坡。

(4)若坑外有需要保护的重要地下管线或建(构)筑物，应适当减缓其附近的纵向 土坡的坡度。